Menurut laporan terbaru dari jaringan organisasi fisikawan, para peneliti Finlandia telah mengembangkan fotodetektor silikon hitam dengan efisiensi kuantum eksternal sebesar 130%, yang merupakan pertama kalinya efisiensi perangkat fotovoltaik melebihi batas teoritis 100%, sehingga diharapkan dapat meningkatkan efisiensi perangkat deteksi fotolistrik secara signifikan, dan perangkat ini banyak digunakan di mobil, telepon seluler, jam tangan pintar, dan peralatan medis.
Fotodetektor adalah sensor yang dapat mengukur cahaya atau energi elektromagnetik lainnya, mengubah foton menjadi arus listrik, dan foton yang diserap membentuk pasangan elektron-lubang. Fotodetektor meliputi fotodioda dan fototransistor, dll. Efisiensi kuantum digunakan untuk mendefinisikan persentase foton yang diterima oleh perangkat seperti fotodetektor menjadi pasangan elektron-lubang, yaitu, efisiensi kuantum sama dengan jumlah elektron yang dihasilkan oleh foton dibagi dengan jumlah foton yang datang.
Ketika sebuah foton yang datang menghasilkan elektron ke sirkuit eksternal, efisiensi kuantum eksternal perangkat tersebut adalah 100% (sebelumnya dianggap sebagai batas teoretis). Dalam studi terbaru, fotodetektor silikon hitam memiliki efisiensi hingga 130 persen, yang berarti bahwa satu foton yang datang menghasilkan sekitar 1,3 elektron.
Menurut para peneliti Universitas Aalto, senjata rahasia di balik terobosan besar ini adalah proses penggandaan pembawa muatan yang terjadi di dalam nanostruktur unik fotodetektor silikon hitam, yang dipicu oleh foton berenergi tinggi. Sebelumnya, para ilmuwan belum dapat mengamati fenomena ini pada perangkat nyata karena adanya kehilangan listrik dan optik mengurangi jumlah elektron yang dikumpulkan. “Perangkat nanostruktur kami tidak mengalami rekombinasi dan tidak ada kehilangan refleksi, sehingga kami dapat mengumpulkan semua pembawa muatan yang telah digandakan,” jelas pemimpin studi, Profesor Hera Severn.
Efisiensi ini telah diverifikasi oleh Institut Teknologi Fisika dari Perhimpunan Metrologi Nasional Jerman (PTB), layanan pengukuran paling akurat dan andal di Eropa.
Para peneliti mencatat bahwa efisiensi rekor ini berarti bahwa para ilmuwan dapat meningkatkan kinerja perangkat deteksi fotolistrik secara signifikan.
“Detektor kami telah menarik banyak perhatian, terutama di bidang bioteknologi dan pemantauan proses industri,” kata Dr. Mikko Juntuna, CEO ElfysInc, sebuah perusahaan milik Universitas Aalto. Dilaporkan bahwa mereka telah mulai memproduksi detektor tersebut untuk penggunaan komersial.
Waktu posting: 11 Juli 2023